[发明专利]一种电池储能系统用虚拟同步发电机的控制方法和系统

说明书

本发明提供了一种电池储能系统用虚拟同步发电机的控制方法和系统，该方法包括虚拟同步发电机根据电池储能系统本地输出的电压和电流，计算得出电压控制参考值信号；将电压电流双闭环控制模块得出的电压调制比输送到SVPWM模块，其输出的脉冲驱动三相桥式电路的IGBT控制微电网电压；该系统包括三相桥式电路的输出端连接的abc/dq坐标转换模块；所述abc/dq坐标转换模块连接电流内环模块和电压外环模块；所述电压外环模块连接虚拟同步发电机；所述电流内环模块通过SVPWM模块与锂电池储能模块连接；所述锂电池储能模块连接于三相桥式电路的输入端。本发明提供的技术方案能提高多机并联时的频率质量，有效避免由于负载频繁波动引起的频率频繁变化。

技术领域

本发明涉及无互联通信线情况下的电池储能系统，具体讲涉及一种电池储能系统用虚拟同步发电机的控制方法和系统。

背景技术

储能技术是太阳能、风能等可再生能源发电成为主力能源需要解决的关键技术，光伏发电等具有随机性和间歇式特点，昼夜间发电量差异极大，而利用储能装置可使间歇性、波动性的新能源变得可调、可控。

目前主流的储能技术包括物理类储能和电化学储能两类。物理类储能有：抽水蓄能、压缩空气、飞轮储能及超导储能等。电化学储能有：钠硫电池、钒电池、锂电池、铅酸电池等。发展新能源产业必须大力发展高安全、长寿命、高能量密度的储能电池。针对电网应用的储能电池要求大容量，市场上较多见的是锂离子电池、钠硫电池和液流电池技术。

制约电池储能系统产业发展的主要因素：一是电池本身，二是功率换流器。随着电池技术的发展，大功率换流器系统成为当前研究热点，采用大功率电池储能系统，可以提高电网削峰填谷的能力和接纳风电光伏的功率，符合智能电网的发展要求。

为了提高了分布式发电系统和微电网的运行可靠性，国内外学者提出了虚拟同步发电机技术，该技术通过模拟同步发电机的转子运动方程、有功调频及无功调压等特性，使并网逆变器从运行机制和特性上可与传统同步发电机相媲美。当微电网或配电网发生电压频率异常事件时，能有效地为电网提供必要的有功和无功支撑，极大提高了分布式发电系统和微电网的运行可靠性，特别适用于储能装置、新能源发电装置与配电网之间的连接。

现有技术中，大功率储能系统功率换流器由于元器件性能限制，在扩容时，往往采用模块化并联方式。在微电网中电池储能系统无互联通信线情况下实现多机并联时，频率和电压存在一定波动，特别是在风电光伏间歇性能源及负载频繁波动时，频率和电压的变化会超出允许范围。

为满足现有技术发展的需要，本发明提供了一种电池储能系统用虚拟同步发电机的控制方法，实现各台电池储能系统快速并入微电网，满足即插即用的要求。

发明内容

为满足现有技术发展的需要，解决大功率储能系统功率换流器由于元器件性能限制，在扩容时，往往采用模块化并联方式，但是在微电网中电池储能系统多机并联时，运行过程中由于电源不足投入电池储能系统会出现大幅功率和频率波动，即无法实现电池储能系统即插即用的问题，本发明提供了一种电池储能系统中虚拟同步机控制的改进方法。

本发明提供的电池储能系统用虚拟同步发电机的控制方法，其改进之处在于，根据采集的电池储能系统本地输出的电压和电流，虚拟同步发电机计算出电压控制参考值信号；电压电流双闭环控制模块根据所述电压控制参考值信号得出输送到SVPWM模块的电压调制比；SVPWM模块根据电压调制比输出的脉冲驱动三相桥式电路的IGBT控制微电网电压。

进一步的，所述虚拟同步发电机的控制方法如下式((1)所示：